收集 Trie 節點下所有完整單詞的后綴（在 Python 中使用遞歸）

Question

我需要添加列出后綴的功能來實現我們的自動完成功能。 為此，我在 TrieNode object 上實現了 function，它將返回 trie 中存在的所有完整單詞后綴。 例如，如果我們的 Trie 包含單詞 ["fun", "function", "factory"] 並且我們從f節點請求后綴，我們希望收到["un", "unction", "actory"]從node.get_suffixes()返回。 這是我開始的方式：

class TrieNode:

    def __init__(self):
        ## Initialize this node in the Trie
        self.word_end = False
        self.children = dict()

    def insert(self, char):
        ## Add a child node in this Trie
        if not char in self.children:
            self.children[char] = TrieNode()

    def get_suffixes(self):
        pass

我已經單獨測試了get_suffixes function ，它似乎工作正常。

result = []
def get_suffixes(node, suffix=""):
    if not node.children == dict():
        for key in node.children:
            suffix += key
            if node.children[key].word_end:
                result.append(suffix)
            get_suffixes(node.children[key], suffix)
            suffix = suffix[:-1]
    return result

我如何測試 function：

# Create a mock trie for the test
node = TrieNode()
node.insert("A")
node.children["A"].word_end = True
node.children["A"].insert("t")
node.children["A"].children["t"].word_end = True
node.children["A"].insert("b")
node.children["A"].children["b"].insert("a")
node.children["A"].children["b"].children["a"].insert("c")
node.children["A"].children["b"].children["a"].children["c"].insert("a")
node.children["A"].children["b"].children["a"].children["c"].children["a"].word_end = True
node.children["A"].insert("d")
node.children["A"].children["d"].insert("d")
node.children["A"].children["d"].children["d"].word_end = True
node.children["A"].children["d"].insert("m")
node.children["A"].children["d"].children["m"].insert("i")
node.children["A"].children["d"].children["m"].children["i"].insert("n")
node.children["A"].children["d"].children["m"].children["i"].children["n"].word_end = True

result = []
def get_suffixes(node, suffix=""):
    if not node.children == dict():
        for key in node.children:
            suffix += key
            if node.children[key].word_end:
                result.append(suffix)
            get_suffixes(node.children[key], suffix)
            suffix = suffix[:-1]
    return result

get_suffixes(node.children["A"]) # Returns ['t', 'baca', 'dd', 'dmin'], as expected

當我嘗試將get_suffixes function 移動到TrieNode class 時出現問題。 在這里，我不知道應該如何處理全局變量result 。 它不再應該是全局變量。 我試過兩個版本：

版本 I：使result成為 class 屬性

class TrieNode:

    def __init__(self):
        ## Initialize this node in the Trie
        self.word_end = False
        self.children = dict()
        self.result = []

    def insert(self, char):
        ## Add a child node in this Trie
        if not char in self.children:
            self.children[char] = TrieNode()

    def get_suffixes(self, suffix=""):
        if not self.children == dict():
            for key in self.children:
                suffix += key
                if self.children[key].word_end:
                    self.result.append(suffix)
                self.children[key].get_suffixes(suffix)
                suffix = suffix[:-1]   
        return self.result 

node.children["A"].get_suffixes() # Returns ['t'], which is wrong

版本 II：將result設為默認 function 參數

class TrieNode:

    def __init__(self):
        ## Initialize this node in the Trie
        self.word_end = False
        self.children = dict()

    def insert(self, char):
        ## Add a child node in this Trie
        if not char in self.children:
            self.children[char] = TrieNode()

    def suffixes(self, suffix="", result=[]):
        if not self.children == dict():
            for key in self.children:
                suffix += key
                if self.children[key].word_end:
                    result.append(suffix)
                self.children[key].suffixes(suffix)
                suffix = suffix[:-1]   
        return result

node.children["A"].suffixes() # Returns ['t', 'baca', 'dd', 'dmin']
node.children["A"].suffixes() # Returns ['t', 'baca', 'dd', 'dmin', 't', 'baca', 'dd', 'dmin']

版本 II 的結果並不令人驚訝，因為：

def append(number, number_list=[]):
    number_list.append(number)
    print(number_list)
    return number_list

append(5) # expecting: [5], actual: [5]
append(7) # expecting: [7], actual: [5, 7]
append(2) # expecting: [2], actual: [5, 7, 2]

我正在學習 Python 中的算法和數據結構。 我被要求使用遞歸 function 來完成。 其他方法，例如實現 Trie 以支持 Python中的自動完成功能並不是我期望的答案，盡管它們本身可能能夠解決問題。 我非常好奇為什么self.result在版本 I 中沒有正確修改，但如果它不駐留在 class 中，則可以正常工作。

Answer 1

result屬於 class TrieNode 。

當您從get_suffixes方法返回self.result時，您只包括在當前TrieNode實例中找到的答案。

您還需要包括其子項找到的答案。 多虧了遞歸，代碼只需要一個小的改動，添加self.result+=self.children[key].get_suffixes(suffix)就可以了。

class TrieNode:
    def __init__(self):
        ## Initialize this node in the Trie
        self.word_end = False
        self.children = dict()
        self.result = []

    def insert(self, char):
        ## Add a child node in this Trie
        if not char in self.children:
            self.children[char] = TrieNode()

    def get_suffixes(self, suffix=""):
        if not self.children == dict():
            for key in self.children:
                suffix += key
                if self.children[key].word_end:
                    self.result.append(suffix)
                else:
                    self.result+=self.children[key].get_suffixes(suffix)
                suffix = suffix[:-1]   
        return self.result 



# Create a mock trie for the test
node = TrieNode()
node.insert("A")
node.children["A"].word_end = True
node.children["A"].insert("t")
node.children["A"].children["t"].word_end = True
node.children["A"].insert("b")
node.children["A"].children["b"].insert("a")
node.children["A"].children["b"].children["a"].insert("c")
node.children["A"].children["b"].children["a"].children["c"].insert("a")
node.children["A"].children["b"].children["a"].children["c"].children["a"].word_end = True
node.children["A"].insert("d")
node.children["A"].children["d"].insert("d")
node.children["A"].children["d"].children["d"].word_end = True
node.children["A"].children["d"].insert("m")
node.children["A"].children["d"].children["m"].insert("i")
node.children["A"].children["d"].children["m"].children["i"].insert("n")
node.children["A"].children["d"].children["m"].children["i"].children["n"].word_end = True


print(node.children["A"].get_suffixes())

Output：-

['t', 'baca', 'dd', 'dmin']

要記住的是，每個子節點都是TrieNode class 的新實例，因此有自己獨立的result數組。

修改插入 + 無結果數組：-

class TrieNode:
    def __init__(self):
        ## Initialize this node in the Trie
        self.word_end = False
        self.children = dict()

    def insert(self, string):
        if len(string) == 0:
            self.word_end = True
            return
        ## Add a child node in this Trie
        if not string[0] in self.children:
            self.children[string[0]] = TrieNode()
        self.children[string[0]].insert(string[1:])

    def get_suffixes(self, suffix=""):
        query_result=[]
        if self.word_end:
            query_result.append(suffix)
        for i in self.children:
            query_result+=self.children[i].get_suffixes(suffix+i)
        return query_result




# Create a mock trie for the test
node = TrieNode()
node.insert("Add")
node.insert("At")
node.insert("Abaca")
node.insert("Admin")

print(node.children["A"].get_suffixes())
print(node.children["A"].get_suffixes())
print(node.children["A"].children["t"].get_suffixes())

Output：-

['dd', 'dmin', 't', 'baca']
['dd', 'dmin', 't', 'baca']
['']
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